【摘 要】
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用于超级电容器的电极材料中,过渡金属氧化物由于具有高的理论比容量而被广泛研究。其中NiO具有理论比容量高(0.5 V的电位窗口为2584 F·g-1),优异的热稳定性和化学稳定性,环境友好,成本低廉,易于制备等优点,NiO半导体的缺点是电导率太低。为了改善NiO电极材料的导电率和快速充放电能力,本文成功制备出纳米结构的NiO及其复合物。主要研究内容如下:采用简单的水热法合成了具有花状结构的NiO@
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51774002和51404002）； 安徽自然科学基金面上项目（1508085MB25）； 安徽省高校优秀青年人才支持计划重点项目（gxyqZD2016066）； 安徽工业大学“绿色能源材料化学基础研究与应用开发”创新团队项目；
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用于超级电容器的电极材料中,过渡金属氧化物由于具有高的理论比容量而被广泛研究。其中NiO具有理论比容量高(0.5 V的电位窗口为2584 F·g-1),优异的热稳定性和化学稳定性,环境友好,成本低廉,易于制备等优点,NiO半导体的缺点是电导率太低。为了改善NiO电极材料的导电率和快速充放电能力,本文成功制备出纳米结构的NiO及其复合物。主要研究内容如下:采用简单的水热法合成了具有花状结构的NiO@CeO2系列复合材料。随着CeO2含量的增加,NiO电极材料的表面出现CeO2纳米颗粒,高分辨透射也表明了NiO和CeO2复合成功。电化学性能测试表明,在1 A·g-1的电流密度下NiO@x CeO2（x=0,2.5 wt%,5.0 wt%,7.5 wt%）的放电容量分别是962.56,1697.82,2155.06和1325.1F·g-1。CeO2含量为5.0%（NC3）时具有最优异的性能,在10 A·g-1的电流密度下,初始比电容为1238.2 F·g-1,循环6000次后比电容为968.8 F·g-1,即使在20 A·g-1的电流密度下,连续循环10000次后容量保持率仍为95.84%,表现出优异的循环稳定性。采用溶剂热法和化学沉积法在泡沫镍上生长了NiO@MnO2纳米材料。当在NiO的表面进行MnO2沉积时,纳米片表面出现球状颗粒,并且随着MnO2沉积时间的增加,球状颗粒也随之增加。NiO电极材料的BET比表面积为48.6722 m2·g-1,沉积40 min的NiO@MnO2的BET比表面积达到90.9367 m2·g-1。电化学性能测试表明,在1 A·g-1的电流密度下NiO@MnO2（沉积时间分别为0,20,40,60分钟）的放电容量分别是1002.12、1026.98、1433.38、955.98 F·g-1。沉积时间为40 min（NM3）具有最佳的电化学性能,在10 A·g-1的电流密度下,初始放电比容量为1117.2 F·g-1,经过10000次循环后放电比容量为836.8 F·g-1,在20 A·g-1电流密度下,初始放电比容量为1417.2 F·g-1,循环10000次后放电比容量为765.2 F·g-1。采用水热法合成NiO、NiMoO4、NiO/NiMoO4、NiO/NiMoO4@PPy纳米电极材料。纳米材料为多孔球状,具有较大的比表面积,缩短了离子、电子的扩散距离。电化学性能测试表明,NiO/NiMoO4@PPy（N4）在1 A·g-1的电流密度下具有1645.06F·g-1的放电比容量,在20 A·g-1的电流密度下,初始放电比容量为941.6 F·g-1,循环10000次后容量为904.8 F·g-1,容量保持率为96.09%,在30 A·g-1的电流密度下,首次放电容量为850.2 F·g-1,循环30000次后容量为655.2 F·g-1,容量保持率为77.06%。说明NiO/NiMoO4@PPy（N4）电极材料具有优异的快速充放电能力,并且具有较稳定的容量保持率。
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